Φωτοηλεκτρικό Φαινόμενο

Είναι το φαινόμενο της εκπομπής ηλεκτρονίων από την επιφάνεια (συνήθως μεταλλική ή ημιαγώγιμη ) ενός υλικού, όταν προσπέσει σε αυτήν φως (συνήθως υπεριώδης ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία).

Α. Πειραματική Διάταξη

Μονοχρωματικό φως εισέρχεται στον αερόκενο κύλινδρο (σχήμα 1), προσπίπτει στην κάθοδο C  (π.χ. μεταλλική από Κ, Να ή Cs) και το γαλβανόμετρο G, μπορεί να μετρήσει κάποιο ηλεκτρικό ρεύμα έντασης Ιe, αν από την κάθοδο εξέλθουν ηλεκτρόνια και φτάσουν στην άνοδο Α.

Μεταξύ ανόδου – καθόδου δημιουργούμε ηλεκτρικό πεδίο, την ένταση του οποίου μπορούμε να μεταβάλλουμε με τη βοήθεια του διαιρέτη τάσης, αλλάζοντας την τάση VAC. Η πηγή με ΗΕΔ Ε, μπορεί να αλλάζει και πολικότητα.

Συνέχεια

Συνέχεια%ce%b1%ce%b1%ce%b1%ce%b11

(Visited 1.794 times, 10 visits today)
Subscribe
Ειδοποίηση για
37 Σχόλια
Inline Feedbacks
Όλα τα σχόλια
Αποστόλης Παπάζογλου
Αρχισυντάκτης
30 ημέρες πριν

Είχα ξεκινήσει να γράφω κάτι πάνω στο φωτοηλεκτρικό, αλλά τώρα δεν έχει νόημα. Ανδρέα συγχαρητήρια για την εκτεταμένη παρουσίαση, η οποία θα μας βοηθήσει όλους. Ατομική ευθύνη και η επιμόρφωση…
Να προσθέσω ότι στη σχέση (2) που δίνει την τάση αποκοπής συναρτήσει της συχνότητας, η γραφική παράσταση έχει σταθερή κλίση ίση με h/e. Αν μεταβάλλουμε επομένως τη συχνότητα, το διάγραμμα θα μετατοπιστεί οριζόντια, χωρίς να αλλάξει η κλίση του. Επίσης θα μπορούσε να προσδιοριστεί πειραματικά η τιμή του h μέσω της εξίσωσης αυτής.
Και πάλι συγχαρητήρια!

Χριστόφορος Κατσιλέρος
Αρχισυντάκτης

Ανδρέα , καλημέρα και θερμά συγχαρητήρια.
Πλήρης.

Τελευταία διόρθωση30 ημέρες πριν από Χριστόφορος Κατσιλέρος
Βασίλειος Μπάφας
30 ημέρες πριν

Καλημέρα σε όλους.
Ανδρέα συγχαρητήρια.
Καταπληκτική εργασία!

Σαράντος Οικονομίδης
30 ημέρες πριν

Καλησπέρα Ανδρέα!

Η ποτενσιομετρική διάταξη του σχήματος 7.3 σελίδα 229 του σχολικού βιβλίου δεν δίνει τη δυνατότητα να έχει η άνοδος μικρότερο δυναμικό από την κάθοδο ώστε να εφαρμοστεί η τάση αποκοπής. Στη συσκευή του Philipp Lenard o οποίος με τα πειράματά του το 1902 άνοιξε το δρόμο για το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο, η ποτενσιομετρική διάταξη ήταν τέτοια ώστε να ρυθμίζεται και η πολικότητα της τάσης. Στο σχήμα που έχω προσαρμόσει να βελτιώνει εκείνο του σχολικού βιβλίου, όταν ο δρομέας Δ είναι δεξιά από την επαφή Μ στο μέσον της αντίστασης τότε η άνοδος έχει μεγαλύτερο δυναμικό από την κάθοδο (θετική τάση) και τα ηλεκτρόνια επιταχύνονται προς την άνοδο. Όταν ο δρομέας Δ είναι στο μέσον Μ τότε η τάση μεταξύ ανόδου και καθόδου είναι μηδενική. Αν τέλος ο δρομέας Δ είναι αριστερά του Μ τότε η άνοδος έχει μικρότερο δυναμικό από την κάθοδο (Αρνητική τάση) και τα ηλεκτρόνια επιβραδύνονται καθώς κινούνται προς την άνοδο. Αυτό αναφέρεται και στο βιβλίο OΔΗΓΟΣ ΔΙΔΑΣΚΑΛΙΑΣ ΤΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ, Arnold Arons: Μετάφραση επιστημονική επιμέλεια Ανδρέα Βαλαδάκη. και θεωρείται ως ευκαιρία για αποδοτική διδασκαλία.
comment image

Τελευταία διόρθωση29 ημέρες πριν από Διονύσης Μάργαρης
Χριστόφορος Κατσιλέρος
Αρχισυντάκτης

Καλησπέρα Σαράντο.
Πολύ ωραίο σχήμα.

Σαράντος Οικονομίδης
30 ημέρες πριν

Καλησπέρα Χριστόφορε!
Ναι και εγώ το θεωρώ χρήσιμο γι αυτό και το ανέβασα.
Πολύ ωραία και τα δικά σου σχήματα με τον Ampere!!

Μίλτος Καδιλτζόγλου
30 ημέρες πριν

Ευχαριστούμε Ανδρέα για την προσφορά σου.
Σίγουρα θα βοηθήσει και θα φανεί χρήσιμο.
Να είσαι καλά.

Διονύσης Μάργαρης
Διαχειριστής
30 ημέρες πριν

Καλησπέρα Ανδρέα και συγχαρητήρια για την παραπάνω εργασία.
Σίγουρα θα φανεί πολύ χρήσιμη στους συναδέλφους που καλούνται να διδάξουν το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο φέτος.
Καλησπέρα Σαράντο. Πολύ καλό το σχήμα της διάταξης που προτείνεις, αν θέλουμε να έχουμε και αρνητικές τάσεις, χωρίς να αλλάζουμε την πολικότητα της πηγής.
Ανδρέα, γιατί στο Νάτριο και στο Κάλιο έχεις δώσει δύο τιμές για το έργο εξαγωγής;
Και ένα σχόλιο.
Απέδειξες Ανδρέα ότι δεν μπορεί ένα ακίνητο ηλεκτρόνιο να απορροφήσει πλήρως ένα φωτόνιο. Μήπως αυτό παραπέμπει στο φαινόμενο Compton;
Θέλω να πω ότι ο υπολογισμός στο φωτοηλεκτρικό γίνεται με βάση την λογική της πλήρους απορρόφησης του φωτονίου, αφού έτσι εξασφαλίζουμε το μέγιστο της ενέργειας που κερδίζει το ηλεκτρόνιο.
Εξαγωγή όμως μπορούμε να έχουμε και με μικρότερα ποσά ενέργειας, αρκεί να εξασφαλίζουμε το κατώφλι του έργου εξαγωγής.
Αλλά μήπως δεν μπορούμε να εξάγουμε ηλεκτρόνια από ένα μέταλλο και χωρίς αυτά να απορροφήσουν φωτόνια, απλά αυξάνοντας την θερμοκρασία του μετάλλου; (θερμιονική εκπομπή)…

ΥΓ
Αυτό το τελευταίο ας μην το πούμε στο μάθημα… αλλά συμβαίνει ακόμη και σε συνθήκες περιβάλλοντος. Όμως στην πράξη, στο φαινόμενο που μελετάμε, θέλουμε να παράγεται ηλεκτρικό ρεύμα, μετρήσιμο και όχι μερικά ηλεκτρόνια… Και η διάταξη φωτοπολλαπλασιαστή που δίνεις Ανδρέα, είναι απαραίτητη!

Χαράλαμπος Κασωτάκης
30 ημέρες πριν

Πολύ καλή και πληρέστατη ανάλυση. Δύο παρατηρήσεις – συμπληρώσεις
α) Παρόλο που το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο μπορεί να λάβει χώρα σε οποιοδήποτε υλικό, παρατηρείται πιο εύκολα από μέταλλα και άλλους αγωγούς. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η διαδικασία παράγει μια ανισοκατανομή φορτίου η οποία, εάν δεν υπάρξει ρεύμα, έχει ως αποτέλεσμα το αυξανόμενο “φράγμα” δυναμικού αντίθετης πολικότητας έως ότου σταματήσει τελείως η εκπομπή.
β) Στο φωτοηλεκτρικό φαινόμενο οφείλεται η φεγγαρόσκονη που “αιωρείται” στη Σελήνη. Εξ΄αιτίας του φαινόμενου που συμβαίνει στην επιφάνεια της Σελήνης καθώς πέφτει ακτινοβολία από τον ¨Ηλιο η φορτισμένη σκόνη στη συνέχεια απωθείται από την επιφάνεια και ανασηκώνεται από την επιφάνεια του Φεγγαριού. Αυτό εκδηλώνεται σχεδόν σαν ένα συννεφάκι σκόνης, ορατό σαν μια λεπτή ομίχλη και ως αμυδρή λάμψη μετά τη δύση του ήλιου. Αυτό φωτογραφήθηκε για πρώτη φορά από τους ανιχνευτές του προγραμματος Surveyor από περίπου τη δεκαετία του 1960 .

https://www.spacedaily.com/reports/Dust_Gets_A_Charge_In_A_Vacuum.html

Πρόσφατες μετρήσεις μέτρησαν φεγγαρόσκονη σε βράχους μέχρι και σε ύψος 28 εκατοστά

https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2019GL083611